一次電池}} 充電して再使用できない電池. \\[.2zh]
二次電池}} 充電して繰り返し使える電池.\ \textbf{\textcolor{blue}{蓄電池}}ともいう. 代表的な実用一次電池電池の名称}電池の構成} & 起電力 & \multirow{2}*{利用例} 負極(還元剤)} & \textcolor{orange}{電解質} & \textcolor{cyan}{正極(酸化剤)}マンガン乾電池懐中電灯} \\
NH4Cl{アルカリマンガン乾電 & 1.5\,V & 懐中電灯酸化銀電池(銀電池KOH}}} Ag2O}}} & 1.55\,V & 時計 \空気亜鉛電池(空気電池)}Zn}}}KOHO2}}} & 1.3\,V & 補聴器 リチウム電池}} Li}}} Li}塩}} MnO2}}} & 3.0\,V & 腕時計 \\
まず,\ 電池の構成は確実に暗記する.\ 起電力は参考程度である. \\[.2zh]
負極に用いられる金属のイオン化傾向が大きい(電子を放出しやすい)ほど,\ 起電力が大きくなる. \\[.2zh]
\ce{Zn}は,\ イオン化傾向の大きさ・価格・重量・安全性のバランスがよく,\ 負極に多用される. \\[.2zh]
より大きな起電力を得るため,\ 負極にイオン化傾向最大の\ce{Li}を用いたのがリチウム電池である. \\[1zh]
電解質には酸性または塩基性の水溶液が多用される. \\[.2zh]
\bm{\ce{H+}と\ce{OH-}は水中での移動度が他のイオンの数倍大きく,\ その分電気伝導性が大きい}からである. \\[.2zh]
ただし,\ 強酸は金属を腐食させる性質が大きいため,\ 強塩基が多用される. \\[.2zh]
また,\ 移動度\ce{K+}>\ce{Na+}より,\ \ce{NaOH}ではなく\ce{KOH}が用いられる. \\[1zh]
リチウム一次電池は別項でリチウムイオン二次電池とまとめて扱う.
マンガン乾電池}（起電力
負極} 用途} 懐中電灯,\ \ リモコン. \\\\[.5zh]
乾電池 液漏れを防ぐために電解液をペースト状にして携帯しやすくした電池(\rubytiny{乾}{かわ}いた電池). \\[1zh]
正極の炭素棒\ce{C}は電子を伝達する役割をもつ集電体にすぎず,\ \bm{酸化剤(正極活物質)は\ce{MnO2}}\,である. \\[.4zh]
\ce{ZnCl2},\ \ce{NH4Cl}は,\ 強酸\ce{HCl}と弱塩基\ce{Zn(OH)2},\ \ce{NH3}\,からなる塩なので,\ その水溶液は弱酸性である. \\[.4zh]
強酸性ではないので\,\underset{+2}{\underline{\ce{Mn}}}\ce{^2+}までは還元されず,\ \bm{酸化水酸化マンガン(\text{I\hspace{-.1em}I\hspace{-.1em}I})\,\underset{+3}{\underline{\ce{Mn}}}\ce{O(OH)}}に変化する. \\\\
実際には後続反応が起こるなど複雑で上の反応式は一例にすぎないので,\ その都度問題の指示に従う. \\[1zh]
放電が進んで\ce{Zn^2+}の濃度が高まると の進行が妨げられる. \\[.2zh]
これは,\ 後に学習するルシャトリエの原理(化学平衡は変化を打ち消す方向に移動する)による. \\[.2zh]
電解液の\ce{NH4Cl}は,\ \ce{Zn^2+}とアンミン錯イオンを作ることで\ce{Zn^2+}を低濃度に保ち,\ \maru{1}の進行を促す.テトラアンミン亜鉛(\text{I\hspace{-.1em}I})イオン
\ce{Zn^2+}は,\ 電解液の\ce{H2O}とも反応する. \\[.5zh]
電解液の\ce{ZnCl2}\,は,\ \ce{Zn(OH)2}\,と不溶性の塩基性塩を形成し,\ 漏液しにくくする役割をもつ.
負極の反応式として,\ 後続反応をまとめた\maru3や\maru5や\maru7が問題で与えられている場合がある.
アルカリマンガン乾電池}（起電力 \textcolor{red}{1.5V}）} (通称アルカリ乾電池) \\\\
放電容量が大きく,\ マンガン乾電池の2\,～\,10倍の性能. \\[.5zh]
\textbf{用途} 懐中電灯,\ \ リモコン. \\\\[.5zh]
KOH}水溶液には,\ 未放電時に\maru{\text A}が進行しないよう\ce{ZnO}が添加されている}(ルシャトリエの原理). \\[1zh]
負極では,\ マンガン乾電池と同じく\ce{Zn}が溶解する.\ よって,\ \bm{負極の質量は減少する.} \\[.5zh]
電解液の\ce{OH-}が\ce{Zn^2+}と錯イオンを作ることで\ce{Zn^2+}が低濃度に保たれ,\ \maru{1}の進行が促される. テトラヒドロキシド亜鉛(\text{I\hspace{-.1em}I})イオンルシャトリエの原理) \\[1.5zh]
この錯イオンは,\ 電解液中で飽和状態になると\ce{Zn(OH)2}\,の沈殿となる.
さらに,\ 正極で\ce{H2O}が消費されると,\ \ce{Zn(OH)2}\,が脱水される. \\[.4zh]
ルシャトリエの原理より,\ \ce{H2O}が増加する方向に反応の推進力が働くためである.
\maru1+\maru2+\maru3+\maru4によって負極の反応式\maru{\text A}が得られる. \\[.2zh]
\ce{ZnO}は沈殿であり,\ \ce{Zn}\,\ce{->}\,\ce{ZnO}だからといって負極の質量が増加するわけではない. \\[1zh]
負極の反応式\maru{\text A}は,\ 「\,\ce{Zn}\,\ce{->}\,\ce{ZnO}\,」を元に半反応式の作成手順に従うと直接的に得られる.
塩基性より両辺に\ce{2OH-}を加えて(\ce{H+}を中和
正極の反応式は,\ マンガン乾電池の正極の反応式の両辺に\ce{OH-}を加えて\ce{H+}を中和したものである.
酸化銀電池(銀電池
\textbf{特徴} ボタン型電池.\ \ 電圧が長期に安定する.\ \ 貴金属の銀を使うため高価. \\[1zh]
\textbf{用途} 腕時計,\ \ 電子体温計. 空気亜鉛電池(空気電池ボタン型電池. \\[.2zh]
\textbf{\textcolor{red}{酸化剤を蓄える必要がなく,\ 負極の\ce{Zn}を十分に充填できるため,\ 長寿命.}} \\[1zh]
\textbf{用途} 補聴器,\ \ 電子体温計.
正極にある空気孔に貼られたシールをはがして取り入れた空気中の酸素を酸化剤として利用する. \\[.2zh]
取り入れた酸素の分だけ電池全体の重量が増加する. \\[1zh]
空気金属電池には,\ 負極に亜鉛ではなくマグネシウムや鉄を用いたものも存在する. \\[.2zh]
負極の金属のイオン化傾向が大きい(電子を放出しやすい)ほど,\ 起電力が大きくなる. \\[.2zh]
起電力は,\ イオン化傾向\ce{Mg}>\ce{Zn}>\ce{Fe}より 空気マグネシウム電池>空気亜鉛電池>空気鉄電池
